Réseaux de surveillance de la qualité de l'air : Rapport 2005

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7.5. Réseau HAP

7.5.1. Principe de mesure

Comme les HAP se retrouvent à la fois adsorbés sur les particules et en phase vapeur, leur prélèvement est double : la phase particulaire est prélevée sur un filtre en quartz tandis que la phase gazeuse est capturée sur une mousse polyuréthane. Le prélèvement s’effectue à un débit de 1 m³/h et dure 14 jours consécutifs. Un système d’acquisition des données est intégré au préleveur et enregistre les fluctuations de débit, de température et de pression.

De retour au laboratoire, les filtres sont pesés pour connaître la quantité de poussières récoltées. Ensuite, les HAP sont extraits avec du cyclohexane par A.S.E. (Accelerated Extraction Solvent) pour les filtres et par extraction Soxhlet pour les mousses. Après concentration au TurboVap, les HAP sont analysés par chromatographie en phase gazeuse avec détection par spectrométrie de masse (GC-MS).

7.5.2. Localisation des stations

Le réseau se compose de 9 stations. L’emplacement des sites de mesure a été choisi de manière à assurer la surveillance des grandes agglomérations de Liège et Charleroi et de manière à couvrir au maximum le territoire wallon (Tableau 63 et Carte 9). Ces points correspondent généralement à d’autres stations des Réseaux de mesure de la Qualité de l’Air.

Tableau 63 : Réseau HAP - Adresses des stations

Carte 9 : Réseau HAP - Localisation des stations (1.69 Mo)

7.5.3. Polluants mesurés

La réglementation européenne demande la surveillance du benzo(a)pyrène et de six autres HAP au minimum (voir § 7.5.4.). Notre programme d’analyse actuel comprend 16 HAP, préconisés dans la norme EPA610 (Tableau 64). Cette série comporte, selon l’US-EPA, les HAP représentatifs des pollutions le plus souvent rencontrées. A cette liste, il faudra ajouter le benzo(j)fluoranthène pour répondre aux exigences européennes. La structure des HAP mesurés comporte de deux à cinq cycles benzéniques.

(1) Classé par ordre de sortie de la colonne de chromatographie
(2) Les cycles comportent 5 ou 6 atomes de carbone.

Tableau 64 : Réseau HAP – Programme d’analyse

7.5.4. Résultats de l’année 2005

Dans ce rapport, pour des raisons de concision, nous n’avons repris que le total de chaque HAP sans distinguer les deux phases (Tableau 65). On retiendra que les HAP les plus légers se retrouvent principalement en phase vapeur (jusqu’au fluorène) et les plus lourds dans les poussières (à partir du benzo(b)fluoranthène). Les HAP de masses moléculaires intermédiaires se retrouvent à la fois dans la phase gazeuse et dans les poussières (du phénanthrène au chrysène). Les résultats sont exprimés en nanogrammes par mètre cube (ng/m³) soit en milliardièmes de gramme par mètre cube.

Limite de détection : LD = 0.03 ng/m³

Limite de détection : LD = 0.03 ng/m³

Limite de détection : LD = 0.03 ng/m³

Limite de détection : LD = 0.03 ng/m³

Limite de détection : LD = 0.03 ng/m³

Limite de détection : LD = 0.03 ng/m³

Tableau 65 : Hydrocarbures aromatiques polycycliques - Statistiques 2004 et 2005

Pour la plupart des HAP et pour le total des 16 composés, on mesure un maximum à la station de Liège. Cette station est directement soumise à la pollution venant du bassin sidérurgique de Seraing et subit également l’influence du trafic routier puisqu’elle est à la fois proche des voies rapides que constituent les quais de la Meuse et à quelques centaines de mètres de la liaison autoroutière (E40-E25). De plus, la présence d’un parking à proximité joue probablement un rôle défavorable. La station de Marcinelle enregistre également de plus fortes concentrations que les autres stations mais les niveaux sont moindres qu’à Liège. Cette station est localisée dans le bassin industriel de Charleroi mais est relativement éloignée de toute source locale (elle est située dans un complexe sportif). A l’exception des composés les plus légers, on retrouve plus de HAP à Corroy (influence probable de l’agglomération bruxelloise) et à Péruwelz que dans les autres stations rurales. A l’autre extrême, on retrouve les stations de Robertville et de Vielsalm. Ces deux points de mesure sont parmi les stations rurales, celles le plus éloignées de toutes sources potentielles.

A la station de Sinsin, on enregistre également des concentrations plus importantes qu’à Offagne, Vielsalm ou Robertville mais seulement pour les HAP les plus lourds (à partir de 4 cycles) alors que le total des 16 HAP est dans la même fourchette que pour les autres stations à caractère rural. L’influence de la Nationale 4 située à quelques centaines de mètre est plus que probable.

Le benzo(a)anthracène et le benzo(g,h,i)pérylène sont considérés comme des HAP plus spécifiques du trafic. Pour ces deux composés, les concentrations sont plus importantes à Liège et les plus faibles à Robertville et Vielsalm. A Sinsin, on retrouve plus de benzo(a)anthracène, probablement sous l’influence de la Nationale 4 située à quelques centaines de mètres de la station.

7.5.5. Variations saisonnières

Pour des raisons de lisibilité, nous n’avons représenté que l’évolution du total des 16 HAP et du benzo(a)pyrène qui est l’indicateur habituel de la toxicité des HAP (Figures 46 et 47).

Figure 46 : Somme des 16 HAP  - Evolution des concentrations - Stations de Liège (HPLG01) et Vielsalm (HPNT03)

Figure 47 : Benzo(a)pyrène  - Evolution des concentrations - Stations de Liège (HPLG01) et Vielsalm (HPNT03)

Comme pour la plupart des polluants, les concentrations hivernales sont généralement plus importantes que les concentrations estivales. Ainsi, à Robertville, nous avons une moyenne de 23.27 ng/m³ (total des 16 HAP) pour les mois d’hiver (de janvier à mars et d’octobre à décembre) contre 13.35 ng/m³ en été. Cette différence n’est pas marquée pour toutes les stations et à Virelles, Offagne et Liège, les concentrations moyennes estivales sont supérieures aux concentrations moyennes hivernales. Pour le benzo(a)pyrène, les moyennes des mois d’hiver sont systématiquement plus élevées sauf à la station de Liège où les deux moyennes sont similaires.

La différence entre les saisons peut s’expliquer d’une part par la moins bonne dispersion des polluants en hiver alors que les émissions sont plus intenses (chauffage) mais aussi par une éventuelle dégradation des HAP en été par photolyse ou réaction avec les radicaux hydroxyles, l’ozone ou d’autres polluants.

7.5.6. Normes et valeurs guides

Les teneurs en HAP dans l’air sont réglementées par la  directive 2004/107/CE (4^ème directive fille) du 15 décembre 2004, publiée dans le Journal Officiel de l’Union Européenne, le 26 janvier 2005 (L23/3). Actuellement, cette directive n’est pas encore transcrite en termes de droit wallon.

La directive commence par rappeler que des preuves scientifiques existent montrant le caractère génotoxique de certains hydrocarbures aromatiques polycycliques et qu’il n’existe pas de seuil identifiable au-dessous duquel ces substances ne présentent pas de risque pour la santé. Elle reconnaît également que eu égard au rapport coût-efficacité, il n’est pas possible d’atteindre dans certains secteurs spécifiques des concentrations qui ne présentent pas de risque significatif pour la santé des personnes. Implicitement, ceci signifie qu’un certain risque jugé acceptable est toléré.

Dans le texte de la directive, l’évidence est mise sur l’aspect économique et la faisabilité. Ainsi, les mesures prises ne devraient pas entraîner des coûts disproportionnés et ne devraient pas, dans le domaine industriel, aller au-delà de l’application des meilleures technologies disponibles, ni, en particulier, entraîner la fermeture d’installation.

Dans cette optique, la directive ne définit plus des valeurs limites mais bien des valeurs cibles :

« valeur cible signifie une concentration dans l’air ambiant fixée dans le but d’éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs pour la santé des personnes et l’environnement dans son ensemble qu’il convient d’atteindre, si possible, dans un délai donné. »

Dans le cas des hydrocarbures aromatiques polycycliques, le benzo(a)pyrène est utilisé comme traceur du risque cancérogène (Tableau 66). Le benzo(a)pyrène est, avec le dibenzo[a,h]anthracène, un des HAP les plus cancérigènes. C’est également le HAP le plus étudié et le mieux connu au niveau scientifique.

Outre la mesure du benzo(a)pyrène, la directive demande de surveiller d’autres HAP dont la liste est reprise dans le tableau 64 (§ 7.5.3.)

Tableau 66 : Benzo(a)pyrène - Valeur cible (directive 2004/107/CE)

(1) à partir de cette date, les Etats membres prennent toutes les mesures nécessaires qui n’entraînent pas des coûts disproportionnés pour veiller à ce que les concentrations ne dépassent pas la valeur limite.

Pour 2005 et malgré une légère diminution par rapport à 2004, la station de Liège dépasse la valeur cible avec 1.22 ng/m³ en moyenne annuelle pour le benzo(a)pyrène. La valeur trop élevée de cette moyenne n’est pas due à quelques périodes avec de fortes concentrations mais, au contraire, 12 périodes sur 24 dépassent 1 ng/m³ (avec un minimum à 0.09 ng/m³ et un maximum à 3.32 ng/m³).

 Pour l’OMS, il n’existe donc pas de niveau sans risque connu et on ne peut donc recommander de valeur guide. A partir de chiffres de l’US-EPA, l’OMS estime que 9 personnes sur 100.000 exposées à 1 ng/m³ de benzo(a)pyrène pendant toute une vie risquent de développer un cancer.

L'Organisation Mondiale pour la Santé (OMS) prend également le benzo(a)pyrène comme indice du potentiel cancérigène de la pollution par les HAP ("Air Quality Guidelines for Europe", 1987, "Air Quality Guidelines for Europe (Second Edition)", 2000) ce qui sous-entend l’hypothèse que toutes les émissions de HAP montrent un profil identique de répartition entre les différents HAP. Cette hypothèse n’est pas toujours vérifiée mais on connaît encore trop peu sur la toxicologie des différents profils de HAP. De plus, le caractère cancérigène des HAP peut être influencé par les effets synergétiques ou antagonistes d’autres polluants émis en même temps. Ainsi, les particules sur lesquelles sont adsorbés les HAP peuvent jouer un rôle dans le caractère cancérigène des HAP. L’approche benzo(a)pyrène comme indicateur comporte des limitations et des incertitudes et sous-estime probablement le potentiel cancérigène des HAP.